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大一新生,老师给我们留了一个思考题

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已知f(x)为整系数多项式,∀n∈Z,f(n)均为完全平方数,是否说明f(x)为另一个整系数多项式的平方?
此题本人的分析方式如下↓
已知n∈Z,f(n)均为完全平方数,则√f(n)∈N,不妨记f(n)=g²(n),由于f(n)为整系数多项式,考虑到整数对加减法,乘法运算封闭,记g(n)=aₖnᵏ+aₖ₋₁nᵏ⁻¹+…+a₁n+a₀,则n∈Z,g(n)∈Z,可得aᵢ∈Q(0≤i≤k,i∈N),假设aⱼ∉Z,则f(n)必有一项不是整数,则∀0≤j≤k都有aⱼ∈Z,则f(n)一定为某一整系数多项式的平方

不知道我的这个方法对不对,求助大佬


IP属地:山东来自Android客户端1楼2024-09-27 11:09回复
    sqrt(f(x))不一定是多项式吧,如果是也只能推出系数是有理数,比如g(x)=x(x+1)/2 的系数就不是整数,但对任何整数n,g(n)都是整数


    IP属地:北京来自Android客户端2楼2024-09-27 11:22
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      (1)首先如果deg(f)是偶数且首项系数为平方数,则易证sqrt(f(x))=g(x)是有理系数多项式;由于g(x)^2为整系数,通过将g写为(有理数)*(本原多项式)的形式,易知g为整系数。(2)一般情况取充分大正整数k使得f(x)与f(x+k)互素,由(1)知f(x)f(x+k)是整系数多项式的平方,但f(x)与f(x+k)互素,由唯一分解定理知它们各自都是整系数多项式的平方。


      IP属地:美国来自iPhone客户端3楼2024-09-27 12:58
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        一眼沙袋


        IP属地:山东来自Android客户端4楼2024-09-27 18:04
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          gn不一定有限项


          IP属地:北京来自Android客户端5楼2024-09-27 18:46
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            之前看过一个类似的问题



            IP属地:甘肃来自Android客户端6楼2024-09-27 20:23
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              如果f(x)不是某个整系数多项式的平方,那f(x)也不为0,按照唯一分解性f(x)总能表示成若干个互不相同的不为0, ±1 (零元与单位) 的不可约多项式g₁(x), g₂(x), …(至少一个),与一个多项式的平方h²(x)的乘积
              总存在某个正整数N,使得对所有与N互素的整数n,g₁(n), g₂(n), …的值是全都不为0且两两互素的整数
              又因为乘积是完全平方,所以g₁(n), g₂(n)每一个的绝对值都是完全平方数
              若g₁(x)是次数至少为1的不可约整系数多项式,按照Hensel引理,对足够大的素数p,如果存在整数n和正整数t使Vp(g₁(n))=t,则存在整数n'使Vp(g₁(n'))=t+1且(n', N)=1
              而在此条件下g₁(n)在n取遍所有与N互素的整数时又有无穷多个不同素因子,所以一定存在整数n与素数p使Vp(g₁(n))是正奇数且(n, N)=1,也就说明不可能对任意(n, N)=1,g₁(n)都是完全平方数
              所以g₁(x)一定是常数,绝对值是某个素数,同理g₂(x), …, 都是绝对值为某个素数的常数,并且它们两两互素,乘积不是完全平方数,这时f(x)=C*h²(x)不可能满足要求,就矛盾了


              IP属地:北京来自Android客户端7楼2024-09-27 20:40
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                不能假设g(n)具有你写的那种形式,万一g(n)=sin n怎么办


                IP属地:法国来自Android客户端8楼2024-09-27 22:11
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